著者

檜枝 光太郎 高倉 かほる 小林 克己 MICHAEL Barr

出版者

立教大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

1998

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あらゆる放射線生物作用の初期過程は、低エネルギー電子線の作用に還元できる。しかし、低エネルギー電子線(10eVから数100eV)の照射実験は技術的に極度に困難であり、DNA分子に照射できる施設は、現在、英国グレイ研究所にしかない。一方、励起・電離等のエネルギー吸収モードを制御できる低エネルギー単色真空紫外線源として、我々が多くの業績をあげた東大学物性研軌道放射物性研究施設が閉鎖された現時点では、KEK・PFのBL-20Aが残されている。低エネルギーの電子線と単色光子は、放射線生物効果誘発機構を解明するためには相補的な役割を持つ。本研究は、日本と英国の専門家が協力して、おのおののグループが得意とする放射線源を用いて、DNA主鎖切断誘発機構を総合的に解明しようという国際協力研究である。得られた結果をまとめると、(1)15eV電子線によって1本鎖および2本鎖切断が、総量に対してほぼ直線的に誘発された。このことは1本鎖および2本鎖切断誘発の閾値が15eV以下であることを示す。特に2本鎖切断誘発の閾値が15eV以下であることが実験的に示された成果は大きい。(2)低エネルギー電子線は2本鎖切断を1本鎖切断の数十分の1の比率で誘発し、この比がγ線による比と極端に違わないことが示された。(3)低エネルギー単色光子によるDNA主鎖切断は、効率は極端に低いが4.3eVでも誘発された。この意味では主鎖切断誘発の閾値エネルギーは存在しないが、通常の定義に従えば10eV程度の閾値エネルギーが得られることが実証的に示すことができた。(4)単色真空紫外線をプラスミド水溶液に照射するための照射方法を開発し、水溶液中DNAの2本鎖切断が7eV程度でも誘発されることを明らかにすることができた。本研究によって、シュミレーション計算で用いるDNA主鎖切断誘発の閾値を決める際に参考にすべき重要な情報を得ることができた。

著者

高倉 かほる 朝野 武美 石川 光男

出版者

国際基督教大学

雑誌

核融合特別研究

巻号頁・発行日

1988

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トリチウム水による照射によって核酸の主鎖切断、形質転換能の不活性化が生ずるが、この時に、ある線量率の領域では、照射線量率が低くなる程、照射効果が増大するという現象が見られている。これは一般にKada効果とよばれているが、この現象がトリチウム水による照射に独特なものではなく、ガンマ線照射によってもおこることが、我々研究班によって明らかになった。本年度は、このKada効果の原因が、溶存酸素に由来するものではないかという観点から、Kada効果における酸素効果を調べた所興味深い結果を得た。照射はCo-60ガンマ線によるものであるが、アルゴンバブリングにより空気を除去した溶液中での照射では線量率依存性が見られず、空気飽和中での照射では、線量率依存性が見られた。この事は、Kada効果が溶液中の酸素と関連した活性ラジカルによるものであることを強く示唆した。トリチウム水の照射による核酸の塩基損傷については、次の様な研究を試みた。トリチウム水により汚染された核酸がどの程度のトリチウムの取り込みを行い、トリチウムは塩基特異的に取り込まれるのかどうかという観点から実験計画を練った。照射試料は液体クロマトグラフィーにより分離後、UV検出器とシンチレーションカウンターによって分析し、その結果、液クロパターンの特別な領域にトリチウムによる放射能のピークを認めた。今後さらに解析を進めて行く予定である。トリチウム標識核酸のβ壊変に関する化学的研究においては、今回はトリチウム(メチル位)標識チミンについて、その分解を調べた。その結果、3H標識チミンはβ壊変を起こすと、ほぼ100%の割合で分解をおこし、主生成物は壊変をおこした^3H位がOH基にかわった5-ヒドロキシメチルウラシルで、1壊変あたり60%生成していることが分かった。

著者

高倉 かほる 酒井 一夫 朝野 武美 安田 秀世 石川 光男

出版者

国際基督教大学

雑誌

核融合特別研究

巻号頁・発行日

1987

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数年前, 賀田らによって発見された, 核酸の形質転換能のトリチウムによる不活化が, 照射線量率が低い程効率よくおこるという研究結果は, 学問的に興味深い結果であるだけでなく, 生物的には重要な発見であると考えられた. 高倉,石川は, 大腸菌とそのプラスミドDNAの系を用いて追実験し, 同様な結果を得て, 昨年の科研費研究報告で報告した. この賀田効果が, トリチウムに特異的な現象であるかどうかは, 大変重要な事であるが, 本年度は, この点を明らかにするべく, Coー60ガンマ線を用いて, 同様な実験を行い, その結果トリチウム照射と同じ様に, 照射線量率依存性が存在することが明らかとなった. この事により, トリチウム水の照射効果のRBEが正しく評価できるよりどころが生じ, 核酸の一本鎖切断のRBEには, 約0.3〜0.4形質転換能の不活化に対するRBEは, 約1であることがわかった.酒井は, 高線量率でトリチウム照射された細胞の中の核酸の主鎖切断を調べた. 照射直後の主鎖切断は, RBEが0.6でX線照射に比べ少ないのに, 10時間の修復期間の後の切断は, RBEが1というように, X線照射と, 同ど程度である事を報告している. 朝野は, 放射線分解を抑制して核壊変効果を観測する「希釈剤添加法」を用いて, とりちうむの糀壊変による〔2ー^<>C,5ー^3H〕ウラシルの分解を酸素胞和水液中と, 脱気水溶液中とで調べた. 核壊変による生成物が5種類検出され, そのうちの1つとしてトリチウムがOH基におき変わった. インソバルビツール酸が推定された. 安田は, 核酸にとり込まれたトリチウムによる主鎖切断を調べる研究に取り組むため, その予備実験をPー32を用いて行った. Pー32でラベルされたdCTPが1ヶ所だけ入ったプラスミドDNAの作成に成巧し, Pー32の崩壊に伴う鎖切断をシークエンスゲルで確認することができた.